煤礦井下通風(fēng)瓦斯防治措施探討

李向前

摘 要：煤炭在我國(guó)的能源中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，但井下煤炭開采過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)橥咚购屯L(fēng)出現(xiàn)問(wèn)題甚至是事故，嚴(yán)重威脅著地下開采工作人員的生命安全，也影響著我國(guó)煤炭行業(yè)和能源行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。在煤礦井下開采過(guò)程中，做好瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)，重視煤礦巷道通風(fēng)通暢，對(duì)于減少瓦斯事故具有重要作用。

關(guān)鍵詞：煤礦;井下通風(fēng);瓦斯

中圖分類號(hào)：TD712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）06-0170-02

0 引言

在煤炭地下開采方式中，礦井中的瓦斯?jié)舛仁情_采安全的重要指標(biāo)，要保證工作人員的安全，必須時(shí)刻監(jiān)測(cè)巷道瓦斯?jié)舛?，做好巷道通風(fēng)工作，才能減少瓦斯爆炸的發(fā)生，減少人員傷亡，確保對(duì)煤礦整個(gè)結(jié)構(gòu)的有效建設(shè)。

1 煤礦井下瓦斯的危害和影響因素

1.1 發(fā)生瓦斯爆炸的原因和影響因素

瓦斯爆炸通常需要具備三個(gè)條件，瓦斯?jié)舛忍幵诒ǚ秶鷥?nèi)，具備最低點(diǎn)燃能量或最低點(diǎn)的溫度，空氣中的氧氣濃度不低于12%。在這三種情況下，瓦斯具有極高的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。只有瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸界限時(shí)，才有可能出現(xiàn)爆炸情況，在空氣里瓦斯?jié)舛缺ń缦逓?%至15%，低于該濃度的不會(huì)出現(xiàn)爆炸問(wèn)題。在達(dá)到一定濃度并且周圍環(huán)境到達(dá)最低點(diǎn)燃能量或溫度的，極易造成瓦斯爆炸，瓦斯與空氣混合后的最低點(diǎn)燃溫度，可以由井下的電弧明火、煤炭自燃等形成。在井下生產(chǎn)期間，氧氣濃度超過(guò)12%的情況時(shí)刻存在。

1.2 瓦斯的危害

煤炭瓦斯井下發(fā)生爆炸的會(huì)對(duì)煤礦員工的生命安全和煤礦財(cái)產(chǎn)產(chǎn)生極重大的危害。首先是高溫危害，瓦斯爆炸瞬間的溫度會(huì)達(dá)到將近2000℃，在密閉空間中會(huì)超過(guò)2000℃，爆炸引發(fā)的沖擊波會(huì)對(duì)人體進(jìn)行造成極大的傷害，所有的可燃物都會(huì)被點(diǎn)燃。在爆炸的瞬間，空間內(nèi)的溫度會(huì)急劇提升，空氣的壓力會(huì)急劇變大，傳播速度超過(guò)音速，很容易導(dǎo)致巷道倒塌，人員傷亡[1]。瓦斯一旦發(fā)生爆炸，就會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，嚴(yán)重影響到井下操作人員的生還率。瓦斯?jié)舛冗^(guò)高會(huì)造成工作人員窒息甚至死亡，瓦斯的爆炸會(huì)摧毀巷道。

2 煤礦井下瓦斯的通風(fēng)處理措施

要控制井下瓦斯，最主要的應(yīng)用方法是進(jìn)行巷道通風(fēng)處理。結(jié)合井下的通風(fēng)基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯的有效防控，將瓦斯?jié)舛瓤刂圃诒ǚ秶?，并依照相關(guān)的防護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全防護(hù)監(jiān)管。

2.1 通風(fēng)系統(tǒng)巷道布置

在進(jìn)行巷道布置過(guò)程中，要結(jié)合煤礦的基本結(jié)構(gòu)，利用混凝土封閉巷道和周圍結(jié)構(gòu)，完成對(duì)煤層基礎(chǔ)設(shè)施的保護(hù)，是通風(fēng)風(fēng)速始終處于一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。要滿足基本的作業(yè)生產(chǎn)安全要求，就要使用專用的通風(fēng)巷道，滿足內(nèi)部的通風(fēng)需求，在巷道布置過(guò)程中要結(jié)合巷道內(nèi)實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯?jié)舛鹊目刂?，有效管理巷道瓦斯基礎(chǔ)設(shè)施。在瓦斯聚集的地帶可以設(shè)置風(fēng)障，設(shè)置專門排放瓦斯的巷道[2]。

2.2 局部瓦斯處理

要滿足生產(chǎn)需求，一般需要在通風(fēng)巷道的局部進(jìn)行瓦斯處理，控制局部風(fēng)壓，依照儀器檢測(cè)標(biāo)注分析瓦斯的分布情況，通過(guò)工作面的瓦斯防控處理，確保對(duì)通風(fēng)基礎(chǔ)管理層面的安全防護(hù)，在密閉墻內(nèi)的瓦斯治理過(guò)程中，完成對(duì)封閉墻體部分的瓦斯抽放，依照現(xiàn)有的執(zhí)行力度，控制瓦斯?jié)舛?，采煤作業(yè)面的采煤機(jī)附近積聚的瓦斯可以結(jié)合瓦斯抽放的主體工作，依照整體的通風(fēng)完成對(duì)工作面的有效處理，完善瓦斯涌出量的嚴(yán)密監(jiān)督體系。瓦斯涌出量過(guò)大，通風(fēng)受阻時(shí)，可以因地制宜抽放瓦斯，設(shè)法降低瓦斯?jié)舛取?/p>

2.3 瓦斯預(yù)抽處理措施

瓦斯主要積聚于工作面的上隅角和采空區(qū)內(nèi)，采煤工作面非常容易積聚高濃度的瓦斯。風(fēng)口將高濃度的瓦斯帶出工作面出口，氣流轉(zhuǎn)彎致使上層聚集形成渦流，瓦斯不容易被風(fēng)帶走，容易產(chǎn)生瓦斯聚集，采空區(qū)一般不通風(fēng)，內(nèi)部會(huì)有少量的瓦斯，隨著內(nèi)部溫度的升高，煤中的揮發(fā)以及瓦斯進(jìn)入空氣中，極易導(dǎo)致瓦斯聚集[3]。巷道內(nèi)的通風(fēng)必須采用機(jī)械通風(fēng)，每一條巷道都要保持足夠的風(fēng)速和風(fēng)量，采煤工作面必須保證通風(fēng)，避免形成串聯(lián)通風(fēng)，要注意整個(gè)礦井的生產(chǎn)體系和通風(fēng)系統(tǒng)相匹配，形成完善的通風(fēng)系統(tǒng)，定期進(jìn)行瓦斯抽放工作，不定期檢查瓦斯?jié)舛群屯L(fēng)狀況，設(shè)置瓦斯檢查員，按照規(guī)定檢查并做好記錄，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)上報(bào)處理，視情況決定是否撤出（圖1所示）。加強(qiáng)對(duì)局部通風(fēng)機(jī)的管理，保證通風(fēng)通暢，定期對(duì)通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行檢修，避免因?yàn)橥ｋ姟⑼９ざ斐傻耐咚狗e聚現(xiàn)象。井下設(shè)備不得帶電維修，電氣設(shè)備不得隨意搬遷，要做好過(guò)電流和漏電保護(hù)工作，安裝密封圈和擋板，井下設(shè)備要符合相關(guān)要求，保證清潔整齊，安裝防護(hù)裝置和絕緣用具[4]。

2.4 保證通風(fēng)

有效的通風(fēng)是防止瓦斯聚積的最有效方式，在瓦斯?jié)舛容^高的礦井內(nèi)一定要保證穩(wěn)定的通風(fēng)，保證巷道內(nèi)有足夠的風(fēng)速和風(fēng)量，避免形成死循環(huán)，局部通風(fēng)機(jī)盡量靠近工作面，爆破工作時(shí)通風(fēng)設(shè)備絕對(duì)不能中斷工作，瓦斯聚積的地方要提高風(fēng)量。加強(qiáng)宣傳，提高員工的防火意識(shí)，防止放炮火源、電器火源，防止摩擦和靜電起火，堅(jiān)決防止明火。要防止摩擦發(fā)熱產(chǎn)生火花，可以在容易摩擦發(fā)熱的部件上安裝過(guò)熱保護(hù)裝置以及溫度檢測(cè)報(bào)警斷電裝置，在工作中使用難以引起火花的合金工具，采煤機(jī)要避免切割到煤層中的硫化鐵層[5]。合金熔化后，必須立即進(jìn)行更換。在礦井工作前要對(duì)工作人員進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，嚴(yán)禁攜帶煙草和明火物品進(jìn)入，在瓦斯積聚范圍內(nèi)不能出現(xiàn)明火，不能使用燈泡，礦燈要保證完好，禁止隨意拆開，井下不得從事電焊、氣焊、焊接等工作，在進(jìn)口處進(jìn)行電焊焊接工作的，要必須符合相關(guān)安全技術(shù)措施，采空區(qū)要及時(shí)封閉，封閉設(shè)施必須符合工程質(zhì)量要求，嚴(yán)格地下火源管理。

2.5 瓦斯爆炸的預(yù)防措施

瓦斯爆炸的預(yù)防手段，首要的是要控制瓦斯?jié)舛?。?yán)格控制瓦斯?jié)舛龋蛊涮幵诒ǚ秶鷿舛戎?，由于瓦斯爆炸反?yīng)產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散發(fā)出去，會(huì)使溫度越來(lái)越高，高溫又會(huì)釋放出更多的熱量，最終會(huì)導(dǎo)致瓦斯爆炸的進(jìn)一步蔓延，因此要預(yù)防瓦斯爆炸，應(yīng)該做到在礦井和巷道中建立完善、穩(wěn)定、可靠的通風(fēng)系統(tǒng)，保證井下風(fēng)量充足，加強(qiáng)對(duì)井下瓦斯?jié)舛鹊谋O(jiān)測(cè)預(yù)警工作，嚴(yán)格監(jiān)控井下瓦斯?jié)舛?，防止瓦斯積聚。嚴(yán)格管理地下爆破工作，堅(jiān)決執(zhí)行監(jiān)督和檢查機(jī)制，根據(jù)相關(guān)規(guī)章制度的要求，未經(jīng)防爆性能檢查，堅(jiān)決不能下井，在使用過(guò)程中要注意電火花的產(chǎn)生，避免機(jī)械設(shè)備等等產(chǎn)生撞擊摩擦等等引燃瓦斯。運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷中要撒布巖粉，來(lái)減少摩擦生火的可能，在巷道采用各種被動(dòng)式防爆技術(shù)和自動(dòng)防爆技術(shù)，防止瓦斯爆炸范圍擴(kuò)大，加強(qiáng)礦區(qū)管理，防止火災(zāi)導(dǎo)致的瓦斯和粉塵爆炸（圖2所示）。在井下爆破作業(yè)中必須使用獲得許可的炸藥和電雷管，爆破程序必須要符合相關(guān)的規(guī)定，嚴(yán)格按照步驟進(jìn)行，嚴(yán)禁采用明火爆破，嚴(yán)格禁止爆破產(chǎn)生的火花和明火[6]。

2.6 防止瓦斯事故擴(kuò)大

礦井通風(fēng)系統(tǒng)要做到盡量簡(jiǎn)單方便，采空區(qū)要及時(shí)密閉，回風(fēng)巷應(yīng)設(shè)正反方向兩道風(fēng)門，避免瓦斯爆炸導(dǎo)致風(fēng)流短路。要避免災(zāi)害的進(jìn)一步擴(kuò)大，控制瓦斯爆炸影響范圍，就要做到各區(qū)段及回風(fēng)巷道保持通風(fēng)系統(tǒng)獨(dú)立，各采區(qū)分區(qū)通風(fēng)，設(shè)置必要的防風(fēng)裝置，定期巡視，及時(shí)解決設(shè)備故障，保證反風(fēng)系統(tǒng)的正常使用。出風(fēng)口要設(shè)置防爆門，防止井下發(fā)生爆炸時(shí)風(fēng)機(jī)受損，在礦口采區(qū)主要巷道和相鄰的巷道要設(shè)置防爆水泵，發(fā)生爆炸時(shí)起到阻隔爆炸沖擊波的作用。礦工下井前必須按照規(guī)定正確佩戴安全設(shè)施，及時(shí)進(jìn)行自救互救，礦山也要安排專門人員定期抽查，確保安全生產(chǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

煤礦井下瓦斯爆炸事故是煤礦開采過(guò)程中的重大事故之一，對(duì)工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了重大威脅，同時(shí)也對(duì)礦井企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失，破壞礦井巷道和通風(fēng)系統(tǒng)。要預(yù)防瓦斯爆炸，可以從通風(fēng)方面著手，降低井下瓦斯?jié)舛?，通過(guò)嚴(yán)格的制度管理，防止井下出現(xiàn)明火和火花，限制瓦斯爆炸的條件，從而減少瓦斯保障事故發(fā)生的概率。

參考文獻(xiàn)

[1] 張坤，王輝.煤礦通風(fēng)安全管理中存在的問(wèn)題及改善措施分析[J].環(huán)球市場(chǎng)，2017（2）：258.

[2] 王振宇.煤礦井下通風(fēng)及瓦斯防治研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2016（10）：141-142.

[3] 郎晉偉.基于瓦斯的煤礦通風(fēng)安全問(wèn)題與防范對(duì)策研究[J].能源與節(jié)能，2016（1）：31-32.

[4] 聶榮軍，喬之.基于瓦斯的煤礦通風(fēng)安全問(wèn)題與防范對(duì)策研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2016（10）：75-76.

[5] 王振國(guó).礦井通風(fēng)與瓦斯治理措施探究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（10）：72.

[6] 安剛剛.煤礦安全通風(fēng)管理及通風(fēng)事故的預(yù)防措施研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2016（9）：160-161.